Informatica general

UNIVERSITATEA DE STAT ALECU RUSSO DIN BLIFACULTATEA TEHNIC, FIZIC, MATEMATIC I INFORMATIC

CATEDRA ELECTRONIC I INFORMATICLidia POPOVTEHNOLOGII INFORMAIONALE DE COMUNICARE(pentru studenii Facultilor Economie i tiine ale Naturii i Agroecologie)

NOTE DE CURS

BLIPresa universitar blean

2006CZU 004 (072.8)Recomandat spre publicare de ctre Senatul Universitii de Stat Alecu Russo din Bli

Discutat la edina Catedrei Electronic i Informatic la 2.06.2006, procesul verbal nr.6.

Aprobat la edina Consiliului Facultii Tehnic, Fizic, Matematic i Informatic la 22 iunie 2006, procesul verbal nr. 6.Autor: Lidia POPOV, lector universitar, magistru n informatic

Recenzeni:

Valeriu CABAC, doctor, profesor universitar, Universitatea de Stat Alecu Russo;Galina PETCU, doctor, confereniar universitar, Facultatea, Pedagogie, Psihologie i Asisten Social, Universitatea de Stat Alecu Russo;Nona DEINEGO, lector superior, Facultatea TFMI, Universitatea de Stat Alecu RussoRedactor: Radames EVDOCHIMOV, lector universitar, magistru n informaticTehnoredactare: Liliana MUSTEACulegere computerizat: Lina MOROAN Universitatea de Stat Alecu Russo, Lidia Popov, 2006

SUMARPRELIMINARII ..5

CAPITOLUL I. CONCEPTE MAJORE N INFORMATIC

1.1.Informaia noiune general. Clasificarea informaiei 9

1.2Suporturi de informaie ..................................................11

1.3.Unitatea de msur a informaiei .................12

1.4.Sisteme de numeraie. Conversia numerelor dintr-un sistem n altul. Operaii aritmetice n binar 13

1.5.Codificarea informaiei i a imaginii ..............................20

1.6Informatica noiune general .......................................22

CAPITOLUL II. CALCULATOARE

2.1.Evoluia calculatoarelor. Generaii de calculatoare ........25

2.2.Clasificarea calculatoarelor ..................................................28

2.3.Formele de utilizare a calculatoarelor ............................30

CAPITOLUL III. ECHIPAMENTUL CALCULATOARELOR PERSONALE (HARDWARE)

3.1.Structura calculatoarelor personale ................................32

3.2.Microprocesorul central .................................................36

3.3.Memoria intern i extern a calculatorului ...................38

3.4.Echipamente de intrare a datelor ....................................45

3.5.Echipamente de redare a datelor ....................................49

CAPITOLUL IV. PROGRAMATURA CALCULATOARELOR PERSONALE (SOFTWARE)

4. 1.Structura programaturii microcalculatorului ......55

4.2.Sisteme de operare .........................................................56

4.3.Sistemul de programare .................................................59

4.4.Programe utilite ..............................................................60

4.5.Programe aplicative ........................................................64

CAPITOLUL V. SISTEMUL DE OPERARE MICROSOFTWINDOWS 2000 PROFESSIONAL

5.1.Lansarea i abandonarea sistemului de operare. Interfaa grafic .........................................................................67

5.2.Gestionarea obiectelor n sistemul de operare Windows 69

CAPITOLUL VI: COMUNITATEA DE REELE INTERNET

6.1.Reele de calculatoare .....................................................74

6.2.Scurt istoric despre INTERNET ....................................75

6.3.Servicii n Internet: pota electronic .............................77

CAPITOLUL VII. MICROSOFT OFFICE PREZENTARE GENERAL

7.1.Componentele pachetului integrat Microsoft Office 2002. Microsoft Word i Microsoft Excel caracteristici generale ....................................................................83

INSTRUMENTE DE EVALUARE LA CURSUL TEHNOLOGII INFORMAIONALE DE COMUNICARE..................89

BIBLIOGRAFIA RECOMANDAT ....................................95

PRELIMINARIISecolul XX a deschis era calculatoarelor, care au ptruns n diverse domenii de activitate, datorit crui fapt, asupra disciplinelor legate de informatic se necesit acordarea unei atenii deosebite din partea instituiilor de nvmnt. Astzi, pe drept, se poate afirma c calculatorul a deschis noi perspective omenirii i de aceea viaa contemporan nu poate fi imaginat fr utilizarea tehnologiilor informaionale n diferite domenii de activitate, unde drept mijloc instrumental principal este folosit calculatorul, n special calculatorul personal. Procesul utilizrii calculatoarelor este accelerat de creterea rapid a performanelor lor i serviciilor oferite.Generaia actual de calculatoare personale posed programe special elaborate pentru a putea fi folosite de orice persoan, acestea se mai numesc aplicaii. Cu ct caracteristicile calculatoarelor sunt mai performante, cu att ele pot oferi mai multe servicii i respectiv se mrete viteza de prelucrare a informaiilor. Calculatorul poate fi utilizat n diverse domenii ca: economic, cultural, tiinific, politic, social, etc. De asemenea, poate fi ntrebuinat pentru acces n Internet, la rezolvarea unor probleme tiinifice complexe, ca procesor de texte i tabelar, ca surs practic nelimitat de informaii, ca mijloc distractiv, etc.Cea mai avansat form de utilizare a mijloacelor informatice este utilizarea lor n reele de calculatoare. O dezvoltare vertiginoas n ultimii ani a cunoscut comunitatea de reele de arie global Internet. n societatea modern, utilizarea informaiilor a atins un asemenea grad de dezvoltare, nct resursele informaionale, alturi de materiile prime i energie, devin resurse hotrtoare de prosperare. Respectiv, domeniul activitilor informaionale a devenit att de important nct, pn la urm, a fost distins aparte att ca direcie n tiin, ct i ca ramur n economie.

n rile economic dezvoltate, informatizarea a cuprins practic toate domeniile activitii umane; deci rolul important al informaticii este evident sectorul informaticii deine poziii de frunte n economie, iar producerea mijloacelor informatice atinge un ritm de cretere de circa 6-15% anual. Complexul informatic este unul din cele mai rentabile. Informatizarea permite creterea productivitii muncii n pregtirea tehnic a produciei (de circa 5 ori), n executarea lucrrilor de proiectare (de 5-6 ori) i n cercetrile tiinifice (de 4 ori). n SUA, de exemplu, ramura informaticii, ca pondere, ocup n 1980 locul IV, iar la nceputul anilor 90 deine I loc. n RM indicii de baz ai informatizrii sunt de 200 ori mai sczui dect n rile avansate. Nivelul redus al informatizrii are consecine grave pentru dezvoltarea economiei naionale.

Cursul Tehnologii informaionale de comunicare este constituit din apte capitole, fiecare abordnd probleme specifice de informatic. Astfel, capitolul I prezint abordrile conceptuale majore n informatic, capitolul al II-lea transpune evoluia i generaiile de calculatoare, capitolul al III-lea conine informaia despre structura calculatoarelor personale, capitolul al IV-lea descrie programatura calculatorului, capitolul al V-lea caracterizeaz sistemul de operare Windows, n capitolul al VI-lea se studiaz reelele de calculatoare, servicii n Internet i n capitolul al VII-lea se relateaz despre componentele pachetului integrat Microsoft Office 2002. Cursul de lecii este recomandat tuturor studenilor ce vor s fac cunotina cu bazele informaticii la nivel elementar, ndeosebi studenilor Facultilor Economie i tiine ale Naturii i Agroecologie.

Informatica a ptruns astzi n cele mai variate domenii. Majoritatea profesiilor cer un anumit nivel de cunoatere a structurii calculatorului i modului de utilizare a unui instrumentar informatic respectiv. Volumul cunotinelor i deprinderilor necesare va depinde desigur de domeniu, de exigenele i cerinele concrete. Este ns o nevoie stringent de iniiere a tinerilor din toate instituiile de nvmnt n utilizarea calculatoarelor la nivel de utilizator, pe care l numim azi, doar, nivel de cultur general.

nelegerea dezvoltrii tehnicii i a implicaiilor tehnologiei informaiei asupra mediului i a societii se reduce la educarea studenilor pentru realizarea unor produse utilizabile, dezvoltarea spiritului inventiv i creator, apare ca un obiectiv impus de sistemul economic n care trim i vom tri.

Datorit implicaiei pe care Informatica o are azi n majoritatea profesiilor, rezult caracterul ei interdisciplinar. Informatica nu poate fi privit numai ca o disciplin independent i nu poate fi inut ntre bariere create artificial.

Studenii trebuie s neleag conexiunile dintre Informatic i societate i s fie capabili s se adapteze dinamicii schimbrilor determinate de aceste conexiuni.

Aceast disciplin asigur pregtirea fundamental necesar studiului altor discipline de specialitate, cu referin la calculator. Pentru nsuirea temeinic a acestei discipline sunt necesare cunotine elementare i deprinderi practice iniiale din cursul colar/liceal de informatic. Disciplina Tehnologii informaionale de comunicare ca disciplin de cultur general servete drept baz pentru activitatea fructuoas a specialistului n cele mai diverse domenii, reprezint o introducere ntr-un domeniu relativ nou al tiinei numit Informatica i n lumea tehnicii de calcul. n orice ramur a domeniului economic este imposibil de a activa fr un calculator personal, care faciliteaz orice activitate practic legat de domeniul respectiv.

Rolul acestei discipline n formarea specialistului att n domeniul economiei, ct i n domeniul tiinelor ale naturii, n ultimii ani, a devenit decisiv. Volumul informaiilor a crescut considerabil i prelucrarea lor cere un timp mai ndelungat i eforturi mai mari, ns faptul acesta este periculos pentru economia de azi, din aceast cauz utilizarea calculatorului pentru prelucrarea acestor informaii a devenit indispensabil. Majoritatea ntreprinderilor din toat lumea sunt nzestrate cu tehnica de calcul, de aceea, fiecrui specialist i este obligatorie cunoaterea bazelor de gestionare a datelor, utiliznd diferite programe, inclusiv i cele de specialitate.

Obiectivele de referin, specific rezultatele ateptate ale nvrii i urmresc n special progresul realizat n acumularea cunotinelor i n formarea deprinderilor, de regul, n perioada anilor de studii.

Obiectivele de referin ale disciplinei:

cunoaterea pn la un anumit nivel de detaliu, a structurii sistemelor de calcul;

cunoaterea structurii clasice a unui sistem de operare (Windows 2000 Professional);

cunoaterea structurii sistemelor de calcul i a noiunilor elementare de hard, care s le permit s-i fac o impresie precis despre caracteristicile tehnice ale oricrui calculator;

s aplice n practic cunotinele referitoare la componentele, modul de utilizare a unui calculator i la sistemul de operare.

Studierea disciplinei prevede nsuirea cunotinelor i formarea unor deprinderi n ceea ce privete arhitectura, componentele i principiile de funcionare a calculatoarelor electronice. Studierea disciplinei n cadrul specialitilor neinformatice ncepe cu un curs de iniiere, deoarece studenii venii din coli medii nu au o pregtire corespunztoare programei, fiind i lipsii de posibilitatea de a lucra la un calculator personal.

Scopul general al disciplinei const n iniierea studenilor n problematica informaticii i tehnicii de calcul, formarea aptitudinilor i competenelor n studierea general a mijloacelor informatice, n primul rnd a calculatoarelor personale i aplicailor de baz din pachetul Microsoft Office 2002.

Obiectivul principal al disciplinei Tehnologii informaionale de comunicare l constituie iniierea n problemele de baz ale informaticii i, ndeosebi, pregtirea practic adecvat cerinelor moderne de lucru cu sistemele de calcul contemporane. Aceasta impune ca fiecare specialist s cunoasc temeinic componentele calculatorului i funciile lor, s aplice eficient informaia din diferite surse, s posede deprinderi practice de creare i gestionare a fiierelor n programele aplicative de baz, s configureze sistemul de calcul i s-l protejeze de virui, s realizeze legturi ntre calculatoarele reelei locale i n Internet etc.

Studierea disciplinei cere nsuirea cunotinelor i formarea unor deprinderi n ceea ce privete:

componentele i principiile de funcionare a calculatoarelor personale;

sistemul de operare, procesorul de texte i procesorul tabelar;

noiunile generale viznd crearea i eficiena economic a sistemelor informatice etc.

Disciplina Tehnologii informaionale de comunicare este constituit din dou pri:

teoretic (prelegeri);

practic (laborator).

Prelegeri se promoveaz numai la nvmntul cu frecven la zi.

Partea practic, la nvmntul cu frecven la zi i la nvmntul cu frecven redus include trei module: sistemul de operare Microsoft Windows 2000 Professional;

procesorul de texte Microsoft Word 2002 (XP); procesorul tabelar Microsoft Excel2002 (XP).CAPITOLUL I. CONCEPTE MAJORE N INFORMATIC1.1. Informaia noiune general. Clasificarea informaieiNoiunea de informaie provine de la cuvntul latin informatio, ce nseamn explicare, comunicare, competen. Orice activitate uman cere perceperea, prelucrarea i prezentarea informaiilor. De exemplu, deplasndu-ne n ora dintr-un loc n altul, acumulm informaii despre mediul nconjurtor. Exist mai multe definiii ale noiunii de informaie, ncepnd cu definiia general filozofic putem afirma, c informaia este o reflectare a lumii reale prezentat prin intermediul simbolurilor sau semnalelor.Prin informaii se subneleg caracteristici, cunotine despre un obiect, proces sau fenomen care pot fi pstrate, transmise, percepute i prelucrate. Putem da o definiie mai simpl a informaiei: Orice tiri ce ne mbogesc cunotinele se numete informaie.Apreciind treptat rolul important al unor informaii, omul a inventat diferite modaliti i mijloace de pstrare, transmitere i reprezentare a lor: vorbirea, scrisul, tiparul, radioul, TV, nregistrarea electromagnetic .a. Unele i aceleai informaii pot fi reprezentate n mai multe forme, realizri. Reprezentrile concrete ale informaiilor, care permit efectuarea diferitor operaii asupra lor (de exemplu colectare, stocare, prelucrare, transmitere i redare) se numesc date. n acest sens datele difer de informaiile pe care le reprezint. Deci cuvintele informaii i date pot fi folosite ca sinonime.Coninutul informaiei poate fi caracterizat prin urmtorii parametri:

autenticitate;

plintate (deplin);

actualitate;

valoare;

claritate;

cantitate.

Informaia este autentic dac ea reflect real obiectul sau fenomenul dat, n caz contrar aa informaie poate duce la greeli n luarea deciziilor.

Informaia este deplin dac pentru nelegere i luarea deciziilor ea nu trebuie completat.

Actualitatea (actual) informaiei variaz n cazul schimbrii condiiilor utilizrii ei.

Valoarea informaiei depinde de problemele care pot fi rezolvate cu ajutorul ei. Valoarea informaiei este o mrime relativ. Informaia are valoare dac este prezentat ntr-o limb cunoscut (claritate). Dac o informaie actual i de mare valoare este exprimat ntr-o limb necunoscut atunci ea devine inutil.

n procesul circulaiei informaiei se pot distinge urmtoarele faze:

transmiterea;

perceperea;

prelucrarea;

prezentarea.

Transmiterea informaiei prezint un proces de transfer la distan i n timp prin intermediul semnalelor de natur fizic divers corespunztor prin canale mecanice, acustice, electrice sau electromagnetice.

Perceperea informaiei reprezint un proces ce const n captarea cunotinelor i datelor despre proprietile, structura i interaciunea obiectelor lumii nconjurtoare, n formarea imaginii obiectelor, recunoaterea i evaluarea lor. Aceast operaie n unele cazuri este foarte greu de perceput. Citirea informaiei din memoria calculatorului reprezint un element din faza perceperii.

Prelucrarea informaiei poate fi efectuat prin mai multe metode cu dispozitive adugtoare sau fr ele. n majoritatea cazurilor prelucrarea informaiei se efectueaz cu ajutorul dispozitivelor electrice analogice sau mainilor electronice de calcul, care execut transformri analogice sau numerice asupra datelor. Drept etap intermediar n procesul prelucrrii poate fi numit memorizarea i pstrarea informaiei n memoria permanent (pe un timp ndelungat) sau n memoria operativ (pe un interval de timp scurt).

Faza de prezentare a informaiei este necesar atunci cnd n procesul circulaiei ei se include omul. Scopul prezentrii const n demonstrarea de ctre om, prin semne convenionale a caracteristicilor calitative i cantitative a informaiei utiliznd diverse dispozitive care pot aciona asupra organelor de sim ale omului. Dup forma de prezentare, informaia poate fi mprit n dou categorii:

nedocumental;

documental.

Pentru a transmite o informaie nedocumental se utilizeaz gesturile, sunetele, substane mirositoare. Un neajuns esenial al informaiei nedocumentale este timpul mic de depozitare, absena controlului obiectiv i estimarea autenticitii informaiei transmise.

Informaia documental presupune plasarea ei pe un oarecare suport: hrtie, pelicul de film, band magnetic, disc magnetic sau optic, etc.Informaia este caracterizat prin urmtoarele categorii de proprieti:

atributive;

pragmatice;

dinamice.

Prin proprieti atributive se subneleg proprietile fr de care informaia nu poate exista. Informaia poate exista numai mpreun cu suportul fizic i exprimat ntr-un limbaj oarecare. Drept suport fizic al informaiei poate servi: hrtia, pelicula de film, banda magnetic, discul magnetic flexibil sau rigid, discul optic. Aceeai informaie poate fi expus n diferite limbi pe diferite suporturi fizice.

Proprietile pragmatice se manifest n procesul utilizrii informaiei i caracterizeaz, n primul rnd, utilitatea informaiei i proprietatea de cumulare.

Principalele proprieti dinamice ale informaiei sunt urmtoarele:

proprietatea de cretere;

proprietatea de distribuie multipl;

proprietatea de utilizare multipl;

proprietatea de nvechire;

proprietatea de dispariie.

Creterea volumului informaiei n urma activitii societii umane, de exemplu, crete numrul de lucrri tiinifice mondiale etc.

Proprietatea de distribuie multipl a informaiei se manifest prin multiplicarea, translarea n mai multe limbi i nscrierea pe diferii purttori fizici.

Proprietatea de utilizare multipl a informaiei se manifest prin folosirea ei de mai muli consumatori n diferite momente de timp.

Proprietatea de nvechire a informaiei este o proprietate relativ. Informaia se nvechete cu timpul pn nu devine inutil sau neactual. Proprietatea de dispariie a informaiei este una din cele mai importante proprieti studiate n informatic.

1.2. Suporturi de informaie

Suporturile de informaie reprezint mijloace materiale utilizate pentru nregistrarea informaiilor. Ele pot fi manuale i automate. nregistrarea informaiilor pe suporturile manuale se efectueaz manual, de exemplu hrtia de scris, iar pe cele automate de ctre diferite mecanisme, de exemplu dischet magnetic sau discurile optice. Dac informaiile reprezentate pe suporturi pot fi prelucrate cu ajutorul mijloacelor informatice, asemenea suporturi se mai numesc suporturi de date. Exist suporturi de date reutilizabile i nereutilizabile. Suporturile reutilizabile servesc pentru nregistrri multiple ale datelor. Suporturile nereutilizabile pot fi folosite pentru nregistrarea datelor doar o singur dat. Se utilizeaz o mulime de tipuri de suporturi de date, inclusiv: hrtia de scris, discuri magnetice, discuri optice i alte dispozitive electronice. Cele mai rspndite suporturi de date sunt discurile magnetice, iar recent optice i magneto-optice.1.3. Unitatea de msur a informaieiProblema principal a teoriei informaiei const n determinarea unitii de msur i cantitii informaiei.Mesajele se transmit de la surs ctre destinatar printr-un mediu fizic, numit canal de transmisie (fig.1). De exemplu, mesajele telegrafice se transmit prin fir, mesajele radio prin eter, mesajele tastaturii printr-un set de conductori. Perturbaiile (zgomotele) din mediul fizic amintit pot altera mesajele transmise. Evident, valoarea curent a variabilei S devine cunoscut destinatarului numai dup recepionarea mesajului respectiv.

Mesaje

Perturbaii

Fig. 1. Schema general a unui sistem de transmisie a informaieiCantitatea de informaie I ce se conine ntr-un mesaj emis de surs se determin din relaia:

I = logan,unde n este numrul de mesaje posibile ale sursei. Valoarea concret a constantei a se stabilete prin alegerea unitii de msur a cantitii de informaie.Un bit este cantitatea de informaie din mesajul unei surse cu numai dou mesaje posibile i reprezint cea mai mic unitate de msur a informaiei.

Prin urmare, ca i n cazul altor mrimi (lungimea, masa, temperatura etc.), cantitatea de informaie se msoar prin compararea cu etalonul (1 bit). De exemplu, pentru sursa etalon n=2, din ecuaia logaa=1 (bit) obinem a=2. Cantitatea de informaie I, msurat n bii, se determin din relaia:

I = logan (bit).Cantitatea de informaie a unei litere a alfabetului latin {A, B, C, ..., Z}, n=26, este: I = log2 26 ( 4,700 bit.Cantitatea de informaie a unei litere a alfabetului grec {, , , (, ..., (}, n=24, este: I = log224 ( 4,585 bit.Dac se cunoate cantitatea de informaie I ce se conine ntr-un mesaj, cantitatea total de informaie emis de surs se determin din relaia:V=N I,unde N este numrul de mesaje transmise.Capacitatea memoriei se msoar n octei. 1B (byte sau octet) este o succesiune de 8 cifre binare. Un bit reprezint unitatea de baz n stocarea informaiei. El poate avea numai 2 stri reprezentate prin valorile 1 sau 0 (adevrat = True sau false = False).Cu ajutorul unui octet pot fi codificate 256 de combinaii binare diferite. De exemplu, o liter n calculator este echivalent cu 1 byte (8 bii), un numr de la 0 pn la 255 poate fi reprezentat printr-un byte, un numr de la -32768 pn la 32767 2 bytes etc.Cantitile mari de informaie se exprim prin multiplii byte-ului:1Ko (Kilooctet) = 1KB (Kilobait) = 210 octei = 1024 octei ((103 octei)1Mo (Megaoctet) = 1MB (Megabait) = 220 octei = 1 048 576 octei ((106 octei)

1Go (Gigaoctet) = 1GB (Gigabait) = 230 octei ( 109 octei

1To (Teraoctet) = 1TB (Terabait) = 240 octei ( 1012 octei.

1Po (Petaoctet) = 1PB (Petabait) = 250 octei ( 1015 octei etc.1.4. Sisteme de numeraie. Conversia numerelor dintr-un sistem n altul. Operaii aritmetice n binarToat informaia n calculator se pstreaz n form de numere binare. n viaa cotidian se utilizeaz sistemul zecimal de numeraie. Pentru simplificarea scrierii binare putem s apelm la alte sisteme de numeraie, de exemplu, octal, hexazecimal etc.Studierea sistemelor de numeraie este necesar pentru a nelege mai bine procesele care au loc n sistemul de calcul, deoarece fiecare aciune n calculator este prezentat printr-un cod binar i numere obinuite (n sistemul zecimal), utilizate n cadrul sistemului de calcul, iniial, sunt transformate n numerele echivalente n form binar.Prin sistem de numeraie nelegem totalitatea regulilor folosite pentru scrierea numerelor cu ajutorul unor simboluri numite cifre.Istoria dezvoltrii societii umane cunoate mai multe sisteme de numeraie i anume sistemele de numeraie cunoscute n prezent pot fi mprite n nepoziionale i poziionale.Sistemele n care semnificaia cifrelor depinde de poziia ocupat n cadrul numerelor se numesc sisteme de numeraie poziionale, iar cele n care semnificaia cifrelor nu depinde de poziia ocupat se numesc sisteme de numeraie nepoziionale.

Cel mai reprezentativ sistem nepoziional de numeraie este sistemul roman care folosete simbolurile: I unu, V cinci, X zece, L cincizeci, C o sut, D cinci sute, M o mie. Cu aceste simboluri se formeaz orice numere prin anumite reguli: sumarea cifrelor de aceeai valoare: XX 20 sau II 2; cifr de valoare mai mic aezat naintea uneia de valoare mai mare, se scade din ultima: IX 9 sau XL 40; cifr de valoare mai mare aezat naintea uneia de valoare mai mic, se adun la ultima: VI 6, LXX 70.Din aceste reguli rezult o serie de neajunsuri care i au dus la abandonarea acestui sistem, el avnd actualmente numai un rol istoric. Sistemele poziionale de numeraie se mpart n sisteme poziionale uniforme de numeraie i sisteme poziionale mixte de numeraie.Din sistemele poziionale uniforme de numeraie face parte sistemul zecimal. Pentru nscrierea numerelor n sistemul zecimal sunt folosite cifrele zecimale obinuite: 0; 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9. Sistemul zecimal se caracterizeaz prin faptul c aportul unei cifre la valoarea numrului depinde att de valoarea ei, ct i de poziia pe care o ocup n cadrul numrului. De exemplu, n numrul 323, cifrele 3 din poziia unitilor i a sutelor au valori diferite. Sistemele poziionale uniforme de numeraie au o utilizare mult mai larg n comparaie cu sistemele poziionale mixte de numeraie.n sistemele poziionale mixte de numeraie numrul cifrelor admise pentru fiecare poziie poate fi diferit. De exemplu, n sistemul de fixare a timpului n categoriile secundelor i minutelor se utilizeaz 60 de gradaii, iar n categoria orelor 24 de gradaii.Sistemele poziionale uniforme de numeraie au o utilizare mult mai larg n comparaie cu sistemele poziionale mixte de numeraie.Un numr n sistemul poziional uniform de numeraie se scrie sub forma unei consecutiviti de cifre separat prin virgul (sau punct) n partea ntreag i partea fracionar, drept exemplu: 412,651.Orice numr real N, format din partea ntreag i fracionar, nscris n sistemul poziional uniform de numeraie N= ( a n-1 a n-2 ... a 1 a 0 a -1 ... a -m poate fi prezentat prin suma consecutivitii: N= ((a n-1bn-1+ a n-2bn-2+ ...+ a 1b1+ a 0b0 + a -1b-1+ ... + a mb-m) (1), unde ai=0,1,2, ..., b-1 simbolurile sistemului de numeraie;

b baza sistemului de numeraie (b(2), care indic numrul total de cifre (simboluri) utilizate pentru reprezentarea unui numr;

i=n-1, n-2, ..., 1, 0, -1, ..., m numrul (ordinul) poziiei cifrei;bi=bn-1, bn-2, ..., b1, b0, b-1, ..., b-m ponderea cifrei reprezint un coeficient ce depinde de rangul cifrei;n numrul de cifre ale prii ntregi;

m numrul de cifre ale prii fracionare;an-1 cifra cea mai semnificativ (an-1 ( 0, ponderea ei este cea mai mare);a - m cifra cea mai puin semnificativ (ponderea ei este cea mai mic);

Exemple de sisteme poziionale uniforme de numeraie: binar: 0; 1; octal: 0; 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7;

zecimal: 0; 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; hexazecimal: 0; 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; A; B; C; D; E; F.Sistemele de numeraie, n cadrul crora se utilizeaz cifre i litere, se numesc sisteme de numeraie alfanumerice. Conform formulei (1) un numr n sistemul binar de numeraie se scrie n felul urmtor: 1011,112=1(23+0(22+1(21+1(20+1(2-1+1(2-2; n sistemul zecimal de numeraie: (3256,41)10=3(103+2(102+5(101+6(100+4(10-1+1(10-2.n sistemul octal de numeraie: 361,578=3(82+6(81+1(80+5(8-1+7(8-2.

Se observ c n aceast reprezentare semnificaia (valoarea) fiecrei cifre depinde de poziia pe care o ocup n numr.Formal sistemul zecimal nu prezint nici un avantaj deosebit fa de alte sisteme de numeraie. Un calculator poate fi prevzut s funcioneze n orice sistem de numeraie. Pe parcursul dezvoltrii tehnicii de calcul, s-a stabilit c cel mai avantajos este sistemul binar. Acest sistem a fost preferat din urmtoarele considerente: simplitatea regulilor pentru operaiile aritmetice i logice; materializarea fizic a cifrelor n procesul prelucrrii sau stocrii numerelor se face mai uor pentru dou simboluri dect pentru zece; circuitele, care trebuie s diferenieze numai ntre dou stri, sunt mai sigure n funcionare dect cele care trebuie s diferenieze ntre zece stri.Exemple de numere n sistemul binar: 1011,112; 11112; 1010,012.Exemple de numere n sistemul octal: 271,648; 371,568.Exemple de numere n sistemul zecimal: 253,7810; 12510.

Exemple de numere n sistemul hexazecimal: 4A5B,116; 75A8,216.Dac se folosesc numere din diferite sisteme de numeraie concomitent, atunci un numr se scrie n sistemul binar adugndu-se la sfrit litera B sau indicele 2; n sistemul octal litera Q sau indicele 8; n sistemul zecimal litera D sau indicele 10; n sistemul hexazecimal litera H sau indicele 16.

De exemplu: 1101111B=11011112; 534Q=5348; 78D=7810; 5BH=5B16Tabelul 1. Numere naturale n diferite sisteme poziionale uniforme de numeraieSisteme de numeraie

BinarOctalZecimalHexazecimal

0000

1111

10222

11333

100444

101555

110666

111777

10001088

10011199

10101210A

10111311B

11001412C

11011513D

11101614E

11111715F

Existena i utilizarea mai multor sisteme de numeraie ridic problema conversiei numerelor dintr-un sistem de numeraie n altul, fiecare sistem n parte avnd baza respectiv (binar 2; octal 8; zecimal 10; hexazecimal 16; etc.). Pentru efectuarea conversiei sunt cunoscute urmtoarele metode utilizate des n practic:1. metoda mpririi succesive cu calcule n baza veche (conversia numerelor ntregi prin mpriri succesive);

2. metoda nmulirii succesive cu calcule n baza veche (conversia numerelor fracionare prin nmuliri succesive);3. metoda substituiei automate.

1. Conversia unui numr ntreg din baza 10 n baza 2, 8 i 16 se efectueaz prin mprirea consecutiv a numrului ntreg zecimal la numrul bazei respective i, n continuare, fiecare ct ntreg obinut, la aceeai baz pn cnd vom obine partea ntreag a ctului egal cu zero. Numrul n baza nou se scrie de la dreapta spre stnga, fiind alctuit din resturile obinute n urma mpririlor. Exemplu: Numrul 19710=110001012; 19710=3058; 19710=C516; 11112=1510.

2. Conversia unui numr fracionar dintr-o baz n alta se ndeplinete prin nmulirea succesiv a prii fracionare a numrului dat la baza respectiv a sistemului nou de numeraie, partea ntreag se convertete n sistemul nou conform punctului 1. Algoritmul se oprete cnd ajunge la una din urmtoarele situaii: partea fracionar a produsului obinut este zero; n acest caz, rezultatul conversiei este numr subunitar cu un numr finit de cifre a prii fracionare;

partea fracionar a produsului se reprezint prima dat n succesiunea de produse obinute; n acest caz rezultatul conversiei este o fracie periodic; dac nu se ajunge la nici una din cele dou situaii menionate, algoritmul se oprete cnd se consider c s-au calculat suficiente cifre ale rezultatului conversiei.

Partea fracionar a numrului n sistemul nou de numeraie va fi scris sub form de combinaie a prilor ntregi ale numerelor obinute n rezultatul nmulirilor succesive, ncepnd cu primul.

Exemple de conversie a numrului fracionar 0,49110 n numere cu baza 2 i 8.

0,491 x 2 = 0,982 ( 0

0,982 x 2 = 1,964 ( 1

0,964 x 2 = 1,928 ( 1

0,928 x 2 = 1,856 ( 1

0,856 x 2 = 1,712 ( 1

0,712 x 2 = 1,424 ( 1

0, 424 x 2 = 0, 848 ( 0

0,848 x 2 = 1, 696 ( 1

.....................................

Rezultatul: 0,49110=0,011111012 sau 0,491D=0,01111101B

0,491 x 8 = 3,928 ( 30,928 x 8 = 7,424 ( 70,424 x 8 = 3,392 ( 30,392 x 8 = 3,136 ( 30,136 x 8 = 1,088 ( 1

0,088 x 8 = 0,704 ( 00, 704 x 8 = 5,632 ( 5.....................................

Rezultatul: 0,49110=0,37331058 sau 0,491D=0,3733105Q.3. Conversia numerelor binare n numere octale sau hexazecimale i invers poate fi efectuat destul de rapid prin simple nlocuiri care nu necesit calcule grandioase. conversii ntre sistemele de numeraie binar i octal;Pentru conversia unui numr din baza 2 n baza 8, se grupeaz cifrele reprezentrii lui binare n triade, pornind de la virgul spre stnga i spre dreapta. Dac cel mai din stnga grup al prii ntregi, respectiv cel mai din dreapta grup al prii fracionare, nu are exact trei cifre, se completeaz cu zerouri la stnga pentru partea ntreag, respectiv la dreapta pentru partea fracionar. Se nlocuiete fiecare triad cu cifra octal corespunztoare (tabelul 1).

Pentru conversia unui numr din baza 8 n baza 2, pornind de la virgul, spre stnga i spre dreapta se nlocuiete fiecare cifr octal cu triada binar corespunztoare ei (fiecare cifr octal se va nlocui cu exact trei cifre binare). Dac n urma nlocuirii rezult zerouri nesemnificative (la stnga prii ntregi sau la dreapta prii fracionare) acestea se omit.Exemple:

1001101011,01101001001010112=001 001 101 011, 011 010 010 010 101 1002=1153,3222548.

111001110000011012=011 100 111 000 0012=3470158.

0,0010000001110110112=000, 001 000 000 111 011 0112=0,1007338.

conversii ntre sistemele de numeraie binar i hexazecimal;Pentru conversia unui numr din baza 2 n baza 16, se grupeaz cifrele reprezentrii lui binare n tetrade, pornind de la virgul spre stnga i spre dreapta. Dac cel mai din stnga grup al prii ntregi, respectiv cel mai din dreapta grup al prii fracionare, nu are exact patru cifre, se completeaz cu zerouri la stnga pentru partea ntreag, respectiv la dreapta pentru partea fracionar. Se nlocuiete fiecare tetrad cu cifra hexazecimal corespunztoare (tabelul 1).

Pentru conversia unui numr din baza 16 n baza 2, pornind de la virgul, spre stnga i spre dreapta se nlocuiete fiecare cifr hexazecimal cu tetrad binar corespunztoare ei (fiecare cifr hexazecimal se va nlocui exact cu patru cifre binare). La sfrit zerourile binare nesemnificative se omit, ca n cazul exemplului precedent.

Exemple:

1001101011,01101001001010112=0010 0110 1011, 0110 1001 0010 10112=26B,692B16.

111001110000011012=0001 1100 1110 0000 11012=1CE0D16.0,0010000001110110112=0000, 0010 0000 0111 0110 11002=0,2076C16.

conversii ntre sistemele de numeraie octal i hexazecimal.Este evident c cel mai simplu mod de a face conversii ntre aceste dou baze de numeraie este cel al folosirii bazei 2 ca intermediar. Pentru a nu opera cu iruri nesfrite de cifre binare, facem urmtoarele recomandri:

pentru conversia din baza 8 n 16, se grupeaz la stnga i la dreapta virgulei cte 4 cifre octale. Acestea vor fi transformate mai nti n 12 cifre binare, care apoi vor fi transformate n 3 cifre hexazecimale;

pentru conversia din baza 16 n 8, se procedeaz la fel, adic se grupeaz la stnga i la dreapta virgulei, cte 3 cifre hexazecimale. Acestea vor fi transformate mai nti n 12 cifre binare, care apoi vor fi transformate n 4 cifre octale.

n diferite baze de numeraie avem posibilitate s efectum urmtoarele operaii aritmetice: adunarea, scderea, nmulirea i mprirea. Calculele n diverse baze de numeraie sunt necesare dac se dorete programarea la calculator a unor algoritmi de efectuare a operaiilor la nivel de cifre. Operaiile aritmetice cu numerele binare sunt foarte simple. n tabelele de mai jos sunt analizate operaiile aritmetice n binar.Tabelul 1Adunarea binarTabelul 2Scderea binarTabelul 3nmulirea binar

0 + 0 = 00 - 0 = 00 * 0 = 0

0 + 1 = 11 - 0 = 10 * 1 = 0

1 + 0 = 11 - 1 = 01 * 0 = 0

1 + 1 = 1010 - 1 = 11 * 1 = 1

Exemple: Adunarea n binar a numerelor zecimale 29 i 43:(29)10=(11101)2;(43)10=(101011)2;

Dup ce am transformat numerele zecimale n binare, le adunm:11101+101011=1001000.Exemple: Scderea n binar a numrului zecimal 29 din numrul zecimal 43:

(43)10=(101011)2;

(29)10=(11101)2;

Dup ce am transformat numerele zecimale n binare, le scdem.101011-11101=1110Exemple: nmulirea n binar a numerelor zecimale 29 i 43:

(29)10=(11101)2;

(43)10=(101011)2;

Dup ce am transformat numerele zecimale n binare, le nmulim.11101 x 101011=10011011111La nmulire virgula care desparte partea ntreag de cea fracionar se fixeaz ca i n sistemul de numeraie zecimal.

1.5. Codificarea informaiei i a imaginiiInformaia destinat prelucrrii prealabil trebuie transpus i adaptat proprietilor fizice ale aparatajului utilizat. Drept exemple de transpunere prealabil a informaiei pot servi: prezentarea cuvintelor prin litere i cifre; prezentarea unei melodii prin note muzicale;

prezentarea unei mrimi fizice prin cifre i litere; prezentarea cifrelor sistemului zecimal de numeraie prin cifrele sistemului binar de numeraie.Procesul de reformare a modului de prezentare a informaiei se numete codificare. Operaia invers codificrii (de restabilire a informaiei n forma iniial) se numete decodificare.n caz general pentru codificare n loc de numere reprezentate prin cifre pot fi folosite i combinaii de alte semne elementare discrete. Semn se numete fiecare element al unei mulimi finite. O mulime de semne ordonate liniar se numete alfabet. Drept exemple de alfabete pot servi: alfabetul cifrelor zecimale: {0, 1, 2, , 9}, alfabetul literelor latine {A, a, B, b, ..., Z, z}etc. La calculatoarele numerice se utilizeaz codul binar, care st la baza principiului de lucru al circuitelor integrate. Orice informaie (cifr, liter, instruciune) n tehnica de calcul este reprezentat prin coduri compuse din 0 i 1. Codul format din cifre se numete cod numeric, iar codul compus din cifre i litere se numete cod alfanumeric.Att textul ct i imaginile pot fi codificate. Imagine se numete reprezentarea unui obiect, executat pe o suprafa prin aciunea direct a utilizatorului sau prin intermediul unui echipament. Drept exemplu pot servi desenele, fotografiile, imaginile formate de diverse sisteme optice, optico-mecanice sau optico-electronice: microscopul, telescopul, aparatele cinematografice, televiziunea etc.Pentru a evalua cantitatea de informaie, imaginea este mprit n microzone, numite, de cele mai multe ori, puncte sau pixeli. Descompunerea imaginii n puncte se realizeaz cu ajutorul unui rastru (de la cuvntul latin raster grebl). Rastrul reprezint o suprafa plan, n general, dreptunghiular pe care sunt trasate dou seturi de linii paralele, perpendiculare ntre ele (fig.2). Densitatea liniilor i, respectiv, densitatea punctelor caracterizeaz puterea de rezoluie a echipamentelor pentru reproducerea sau formarea imaginilor. rastru

microzonemy 1 2 3 ...

mxFig. 2. Descompunerea imaginii n microzoneDe exemplu, pentru ilustraiile de gazet se folosesc rastre cu rezoluia 24 30 linii/cm (576 900 de puncte pe 1 cm2), iar pentru reproducerea tablourilor rastre cu 54 60 linii/cm. Rastrul monitorului, adic desenul pe care-l formeaz fascicolul de electroni pe ecranul tubului catodic, poate include 640 x 480, 800 x 600, 720 x 400, ..., 1024 x 1024 de puncte.Descompunerea imaginii n puncte (microzone) reprezint o procedur de discretizare n spaiu. n cazul imaginilor monocrome (alb-negru), fiecare microzon se descrie prin luminana (strlucirea) sa, care, n general, este o mrime continu. Aceast mrime poate fi discretizat n valoare (cuantificat). Numrul cuantelor n va caracteriza puterea de rezoluie a echipamentelor pentru reproducerea sau formarea imaginilor. Prin urmare, cantitatea de informaie a unei imagini monocrome:

I = mx my log2 n,unde mx i my reprezint numrul de microzone ale rastrului respectiv pe orizontal i vertical (fig.2). ntruct culorile pot fi redate prin suprapunerea a trei reprezentri ale aceleiai imagini n rou, verde i albastru, cantitatea de informaie dintr-o imagine color se determin din relaia:I = 3 mx my log2 n.Imaginile obiectelor n micare se discretizeaz n timp, de obicei, 24 (cinematograful) sau 25 (televizorul) de cadre pe secund. Prin urmare, cantitatea de informaie a unui film cu durata T se determin din relaia:V = T f I,

unde f este frecvena cadrelor, iar I cantitatea de informaie dintr-un singur cadru. De exemplu, n televiziune mx ( my = 625, n = 32 i f = 25 de cadre pe secund. Un cadru color va conine:I = 3 ( 625 ( log2 32 5,6 Mbit.Un film color cu durata de 1,5 ore va conine:

V = 1,5 ( 3600 ( 25 ( I 791 Gbit.

Setul de cuvinte binare care reprezint informaia microzonelor se numete imagine numeric. Operaia de transformare a imaginii ntr-un set de cuvinte binare se numete codificarea imaginii.Imaginile preluate de camerele video se codific cu ajutorul convertoarelor analog-numerice. Imaginile de pe hrtie pot fi codificate cu ajutorul unui dispozitiv special, numit scaner. Acest dispozitiv conine celule fotosensibile, convertoare analog-numerice i mecanisme de avansare a hrtiei. Imaginile numerice se transform n imagini propriu-zise cu ajutorul convertoarelor numeric-analogice i al echipamentelor de formare a rastrului.1.6. Informatica noiune general

Formarea noiunii Informatica ca domeniu al tiinei are o istorie relativ scurt. Termenul Informatica (INFORMATIQUE de la INFORMAtion automaTIQUE) a aprut n Frana n anul 1962. Noiunea informatica nu este definit complet nici pn n prezent.Informatica este un domeniu relativ tnr, cu o istorie de cteva zeci de ani i reprezint domeniul activitii umane care se ocup cu prelucrarea automatizat a informaiilor, utiliznd toate operaiile posibile: colectare, stocare, prelucrare, transmitere, redare. Prelucrarea automatizat presupune efectuarea operaiilor n cauz, utiliznd mijloace i tehnologii speciale, pe care le putem numi altfel, mijloace i tehnologii informaionale. Procesul dezvoltrii i implementrii mijloacelor i tehnologiilor informaionale n practic este numit informatizare.

Exist diverse formulri ale noiunii informatica, dar consider c analiza minuioas a multor ncercri de abordare a acestei probleme a artat c cea mai obiectiv definiie este acea dat de V. M. Glucov: Informatica este un domeniu al tiinei, care are drept scop cercetarea i satisfacerea necesitilor informaionale ale activitilor societii umane civilizate, iar tehnica de calcul este un mijloc instrumental efectiv pentru accelerarea deservirii acestor necesiti.De aici rezult c obiectul informaticii poate fi determinat numai atunci cnd scopurile ei vor fi interpretate sub prisma studiului necesitilor informaionale ale societii umane i elaborarea metodelor i mijloacelor satisfacerii lor n modul cel mai raional. Rezolvarea practic a acestor probleme reprezint nite procese complexe de elaborare i implementare n diverse sfere de activitate uman a realizrilor informaticii i mijloacelor necesare pentru utilizarea lor. Aceste procese au fost numite procese informaionale. Procesele i necesitile informaionale sunt premisele de baz pentru elaborarea prin utilizarea informaticii a unui arsenal de metode i mijloace de informatizare, a unor tehnologii informaionale pentru automatizarea prelucrrii informaiei. Noiunea de tehnologie, utilizat n prezent, este definit drept un complex de metode de prelucrare, confecionare, de schimbare a strii, proprietilor, formei materiei prime efectuate n procesul producerii produselor materiale.NTREBRI DE CONTROL1. Descrie rolul i locul disciplinei n formarea specialistului.2. Descrie obiectivele principale i scopul general al disciplinei.3. Definete noiunea de Informaie.4. Numete parametrii ce caracterizeaz coninutul informaiei.5. Definete noiunea de informaie autentic, deplin i actual.6. Descrie fazele principale n procesul circulaiei informaiei.7. Descrie diferena dintre forma documental i nedocumental de prezentare a informaiei.8. Numete i descrie pe scurt principalele categorii de proprieti ale informaiei.9. Descrie suporturile de informaie.10. D exemple de suporturi manuale i automate.11. La ce servesc suporturile reutilizabile, dar cele nereutilizabile?

12. Descrie cele mai rspndite suporturi de date.13. Numete i definete unitile de msur a informaiei.

14. Cum se determin cantitatea de informaie? 15. Ce nelegi prin sistem de numeraie?

16. Clasific sistemele de numeraie.17. D exemplu de sistem de numeraie nepoziional, sistem de numeraie poziional uniform i sistem de numeraie poziional mixt.

18. Ce nelegi prin sistem de numeraie alfanumeric? D un exemplu.19. Numete metode de conversie a numerelor ntre diferite baze de numeraie.20. Numete regulile de conversie a numerelor prin metoda mpririi succesive cu calculele n baza veche.21. Numete regulile de conversie a numerelor prin metoda nmulirii succesive cu calculele n baza veche.22. Numete regulile de conversie a numerelor prin metoda substituiei automate.23. Efectueaz conversia numrului 11112 n numr zecimal.24. Efectueaz conversia numrului 1111010012 n numr zecimal.

25. Efectueaz conversia numrului 12310 n numr binar.

26. Efectueaz conversia numrului 111110 n numr binar.

27. Efectueaz conversia numrului 514,72310 n numr hexazecimal, octal i binar.

28. Efectueaz conversia numrului 11100111100010101,10112 n numr hexazecimal, zecimal i octal.

29. Definete noiunea de codificare.30. Definete noiunea de decodificare.31. Definete noiunea de alfabet.32. Descrie diferena dintre codul numeric i codul alfanumeric.33. Numete operaiile necesare pentru a codifica imaginea.34. Descrie destinaia rastrului?

35. Cum se evalueaz cantitatea de informaie dintr-o imagine monocrom?36. Cum pot fi redate culorile unei imagini multicolore? Cum se evalueaz cantitatea de informaie dintr-o imagine color?37. Definete noiunea de Informatic.

38. Definete noiunea de Informatizare.39. Definete noiunea de imagine numeric.

40. Definete noiunea de codificare a imaginii.CAPITOLUL II. CALCULATOARE2.1. Evoluia calculatoarelor. Generaii de calculatoareOperaiile de calcul pot fi efectuate prin diverse forme: n mod oral, n form scris sau cu ajutorul dispozitivelor speciale. Dispozitivele utilizate pentru calcul reflect nivelul dezvoltrii societii umane la etapa dat, au diverse posibiliti i denumiri: beioare, firul cu noduri, abacul, rigla logaritmic, maina aritmetic, maina analitic, i, n sfrit, la mijlocul secolului XX maina electronic de calcul.Se consider c primul proiect al mainii mecanice de calcul a fost elaborat de profesorul W. Shickard n anul 1623, care, probabil, a construit macheta ei n anul 1624. Cu ajutorul acestei maini de calcul se puteau efectua operaiile de adunare i nmulire, ns ea aa i nu a fost pus n practic.n 1642 matematicianul i fizicianul francez Blaise Pascal a realizat o main mecanic de calcul (Pascalina) cu care se puteau efectua adunri i scderi cu numere din maximum ase cifre zecimale. Pentru scderi, B. Pascal a introdus conceptul de complement, concept care a fost preluat n informatica modern. n perioada 1642-1645 B. Pascal construiete peste 50 de modele de calculatoare mecanice. O limitare a posibilitilor mainilor Pascal consta n faptul c nmulirea se realiza prin adunri repetate ceea ce scdea din performane. La sfritul anilor 60, sec. XX, pentru a sublinia meritele lui B. Pascal n modernizarea dispozitivelor de calcul, profesorul Nicolaus Wirth a dat numele Pascal unuia dintre cele mai cunoscute limbaje de programare.n 1671 marele matematician german Gottfried Leibnitz, modificnd dispozitivul lui B. Pascal, a construit o main, care permitea efectuarea celor 4 operaii aritmetice i extragerea rdcinii ptrate. n 1820, n Frana, ncepe producerea n serie a mainilor de calcul, iar n 1920 se produc de acum maini electromagnetice de calculat, care au facilitat procesul de introducere a datelor. Unul din neajunsurile acestor maini const n participarea neaprat a omului la fiecare operaie. Evident, aceasta nu permitea creterea simitoare a vitezei de calcul. Matematicianul i inginerul englez Charles Babbage, considerat printele sistemelor de calcul, n anul 1834 a elaborat proiectul unei maini analitice, de fapt, al primei maini de calcul automate, n care se regsesc toate elementele de baz ale unui calculator electronic modern: memoria;

unitatea aritmetic;

unitatea de comand;

dispozitivele de intrare-ieire.

n concepia autorului, maina analitic putea memora 1000 de numere a cte 50 de cifre zecimale, realiza o adunare de cte dou cifre ntr-o secund i o nmulire a acestora ntr-un minut. n pofida faptului c maina analitic nu a putut fi realizat din cauza dificultilor de ordin tehnic i financiar, structura a determinat dezvoltarea calculatoarelor electronice, care au aprut un secol mai trziu. O alt direcie bine cunoscut a fost cea a calculatoarelor electromagnetice.Primul dispozitiv de calcul electromagnetic cu comand program a fost realizat de savantul german Konrad Suze n anul 1941. Programul era memorat pe o band de film cinematografic, citit i executat consecutiv. Calculatorul era construit din 2600 de relee electromagnetice, putea memora 64 de numere a cte 22 de cifre binare, realiza adunarea a dou numere n 0,3 sec, iar nmulirea acestora n 4,5 sec.n anii 1940-1946, n SUA, firma Bell Telephone realizeaz mai multe calculatoare cu relee electromagnetice i dispozitive mecanice. Ultimul model de calculator electromagnetic, Bell-V a fost construit din 9000 de relee, ocupa o suprafa de 90 m2 i avea masa de 10 tone. Adunarea se realiza n 0,3 sec, iar nmulirea n 1,0 sec. Tot n SUA la Universitatea Harvard, cu ajutorul IBM, n perioada 1939-1944 sub conducerea lui Howard H. Aiken a fost realizat calculatorul electromagnetic gigant MARK-1, ce opera cu numere de cte 23 de cifre zecimale i a fost n funciune pn n anul 1949. Construirea calculatoarelor electromecanice a fost un progres, dar nu substanial, n plus reprezentarea programelor rmnea tot att de incomod ca la dispozitivele mecanografice. Cu aceasta se pune capt preistoriei sau generaiei zero de calculatoare. Istoria dezvoltrii calculatoarelor numerice se mparte n perioade n funcie de tipul i tehnologia componentelor electronice, de ordinea cronologic i resursele calculatoarelor care n ultima instan i determin generaiile de calculatoare. Generaiile de calculatoare sunt determinate conform urmtoarelor criterii:

tehnologia CPU (Central Processing Unit procesorul central) i baza elemental a calculatorului; viteza de lucru numrul de operaii elementare ndeplinite ntr-o secund; volumul memoriei operative;

programatura utilizat;

complexul de dispozitive periferice.Conform acestor criterii, deosebim calculatoare numerice de generaiile 1, 2, 3 i 4. Prima generaie de calculatoare cuprinde perioada anilor 19461958. Calculatoarele ce o prezint sunt construite pe baz de tuburi electronice. Tuburile electronice erau ns relativ mari, scumpe, i cereau o condiionare special a aerului. Memoria extern i unitile de intrare/ieire se bazau pe dispozitive cu cartele sau cu band perforat. Viteza de calcul era relativ mic de ordinul miilor de operaii pe secund. Calculatoarele consumau mult energie i erau voluminoase. Cel mai reuit calculator din prima generaie i primul UNIVAC-1 (Universal Automatic Computer) a fost dat n exploatare n anul 1951. n continuare, pe pia au fost lansate modelele IBM 701, IBM 704 (SUA), -2, -3, -4 (fosta URSS).Calculatoarele din prima generaie aveau viteza de operare de ordinul miilor de operaii pe secund i un numr de tuburi electronice care ajungea la 20000. Drept element de memorare era utilizat tamburul magnetic. Pentru elaborarea programelor se folosea limbajul de asamblare. Consumul mare de energie, fiabilitatea redus i dimensiunile mari ale tuburilor electronice nu permiteau crearea unor calculatoare mai performante.A doua generaie de calculatoare cuprinde perioada anilor 19571963, include calculatoarele realizate pe tranzistori care au nlocuit tuburile electronice. La aceast generaie tranzistorii aveau avantaje eseniale erau mai mici, mai ieftine, mai rapide i consumau mai puin energie. Memoria intern se construiete pe baz de inele de ferit, este mai rapid i de o capacitate mai mare. Viteza de calcul ajunge la sute de mii operaii pe secund. Primul calculator din generaia a doua este PHILCO-2000 (SUA) lansat n 1958, el coninea 56000 de tranzistori. Drept element de memorie era utilizat inelul de ferit. Iari dac facem comparaie cu fosta Uniune Sovietic cel mai performant calculator din aceast generaie a fost -6 (1968), care executa circa 1 milion de operaii pe secund, numrul tranzistorilor fiind de ordinul sutelor de mii. Memoria intern avea o capacitate aproape de 100 Ko. Pentru calculatoarele generaiei a doua au fost elaborate limbaje de programare de nivel nalt: FORTRAN i COBOL.

Creterea vertiginoas a numrului de tranzistori necesari pentru realizarea circuitelor logice ale unui calculator a dus la apariia circuitelor integrate, denumite deseori microcircuite.A treia generaie de calculatoare cuprinde perioada anilor 19641981. Aceast generaie include calculatoarele ce au la baz circuite integrate, ele sunt o dezvoltare fireasc a tranzistorilor. Avantajele de baz sunt: creterea vitezei de calcul, care ajungea undeva la milioane sau chiar zeci de milioane operaii pe secund, creterea calitii serviciilor; reducerea dimensiunilor, masei i costului; mbuntirea metodelor de fabricaie i de organizare a funcionrii. Primele calculatoare ale acestei generaii sunt: IBM-360, (1964), SISTEM-4 (Anglia, 1966), seria IBM-370 (SUA, 1970), compatibile cu IBM-360 la nivel de program, (URSS, 1972). n fosta Uniune Sovietic, inclusiv Republica Moldova, s-au folosit aa calculatoare ca: EC-1040, EC-1022, EC-1033 i altele de tipul EC. Pentru calculatoarele generaiei a treia au fost elaborate limbaje de programare de nivel nalt: PASCAL, C, LISP etc. Au aprut primele uniti de discuri magnetice utilizate drept suporturi de memorie extern.Din generaia a patra fac parte calculatoarele care au nceput s fie produse ncepnd cu anul 1982 i anume calculatoarele realizate cu circuite integrate pe scar larg. Evoluia acestor calculatoare este indisolubil legat de apariia, n anul 1971, i dezvoltarea ulterioar a microprocesoarelor. Din cele mai performante calculatoare din generaia a patra vom remarca modelele PS/2 ale firmei IBM (anul 1987), Apricot VX FT Server pe baza microprocesorului 80486 al companiei britanice Apricot (anul 1989), Macintos II al companiei Apple Computer. Din 1994 se produc calculatoare pe baza microprocesorului Pentium, fabricat de firma Intel, conine circa 7,5 milioane de tranzistori, cu o vitez de lucru de 350 milioane operaii pe secund i multe altele. Au aprut discuri optice ca suporturi de memorie extern. Au fost elaborate limbaje orientate pe obiect, concurente, logice, funcionale. ncepnd cu anul 1990 au nceput s fie produse calculatoare n baza procesoarelor cu arhitectura paralel de tip RISC.Perfecionarea calculatoarelor continu. n mai multe ri se lucreaz asupra calculatoarelor din generaia a cincea. Japonia a anunat public nceputul unor aa lucrri nc n 1981. Aceste calculatoare sunt concepute a fi maini inteligente. Ele vor permite intrarea/ieirea datelor sub form vocal, grafic, de imagini etc. Se produc echipamente de intrare/ieire a informaiilor prin voce, sub form de imagini. Sunt obinute deja mari succese n programarea logic, realizarea sistemelor expert. Se creeaz noi materiale i tehnologii, inclusiv pentru memorarea datelor cu densitatea de nregistrare de 25 mlrd. bii/cm2. Adic pe o suprafa de material ct seciunea transversal a unui fir de pr omenesc poate fi plasat informaia unui ziar de formatul A1. ntr-un metru cub de memorie de acest tip ar putea fi nregistrat textul a 200 mlrd. cri adic, cu alte cuvinte, toat informaia acumulat de omenire pe decursul ntregii sale istorii.2.2. Clasificarea calculatoarelor

Caracteristica general a unui calculator include urmtoarele date:

viteza de operare;

capacitatea memoriei interne;

componena, capacitatea i timpul de acces ale unitilor de memorie extern;

componena i parametrii tehnici respectivi ai echipamentelor periferice;

parametrii de mas i gabarit; costul.

n funcie de aceste date, calculatoarele moderne se clasific n 4 categorii:

supercalculatoare;

calculatoare mari (macrocalculatoare);

minicalculatoare;

microcalculatoare.Supercalculatoarele pot executa peste 1013 (10 bilioane) de operaii pe secund, iar preul lor depete 20 milioane de dolari. Un supercalculator reprezint un sistem multiutilizator de calcul cu cele mai nalte performane posibile n momentul dat, proiectat pentru a satisface cerinele de lucru pe calculator ale unor organizaii mari. (IBM 4381-3, IBM AS/400, TF-1 al firmei IBM). Cercetri i proiectri n industria supercalculatoarelor se realizeaz n SUA i Japonia de firmele Gray Research, Fujitsu ETA Systems, Sutherland etc. Supercalculatoarele se utilizeaz n prelucrri extern de complexe ale datelor n aeronautic, fizic nuclear, astronautic, seismologie, prognoza vremii etc.Calculatoarele mari pot executa 1012 (1 bilion) de operaii pe secund, preul variind ntre 20 mii i cteva milioane de dolari. De regul, calculatoarele mari includ zeci de uniti de disc magnetic i imprimante. Aceste calculatoare se utilizeaz n cadrul unor mari centre de calcul i funcioneaz n regim nonstop. Principalele firme productoare de calculatoarele mari sunt IBM, UNYSIS, HONEYWELL etc.Minicalculatoarele pot efectua sute de milioane de operaii pe secund, iar preul lor nu depete 200 ... 300 mii de dolari. Echipamentele periferice ale unui minicalculator includ cteva discuri magnetice, una sau dou imprimante, mai multe console (n calculatoarele de performan, monitorul i tastatura pot forma un echipament periferic unitar, denumit consol). Minicalculatoarele au aprut n anii 1970-1980 i sunt utilizate n regim de partajare a timpului (regim multiutilizator), au o productivitate mai joas n comparaie cu supercalculatoarele, pot lucra n condiii extreme. n ultimul timp sunt numite i servere pentru grupuri de lucru, au fost construite iniial pentru aplicaii specializate sau folosirea n comun de un numr redus de utilizatori. (EC 1007 Rusia). Minicalculatoarele sunt mai uor de utilizat i de operat dect calculatoarele mari i se utilizeaz n proiectarea asistat de calculator, n automatizri industriale, pentru prelucrarea datelor n experimentele tiinifice etc. Dintre firmele productoare de minicalculatoare vom remarca IBM, Wang, Texas Instruments, Data General, DEC, Hewlett-Packard etc.Microcalculatoare, denumite i calculatoare personale, sunt realizate la preuri sczute ntre 100 i 15000 de dolari i asigur o vitez de calcul de ordinul milioanelor de operaii pe secund. De obicei, echipamentele periferice ale unui microcalculator includ o unitate de disc rigid, una sau dou uniti de disc flexibil, o imprimant i o consol. Structura modular i gruparea tuturor echipamentelor n jurul unei magistrale permite configurarea microcalculatorului n funcie de necesitile individuale ale fiecrui utilizator. Corporaii care produc microcalculatoare exist n foarte multe ri, ns lideri mondiale, unanim recunoscui, sunt firmele IBM, DEC, Hewlett-Packard, Apple, Olivetti etc.2.3. Formele de utilizare a calculatoarelorResursele unui calculator pot fi orientate la utilizarea individual de ctre un utilizator sau la utilizarea comun de ctre mai muli utilizatori. Exist trei forme de baz de utilizare a calculatoarelor: individual-autonom, cnd resursele calculatorului sunt folosite autonom-izolat de un singur utilizator;

colectiv-autonom, cnd resursele calculatorului sunt folosite n comun de mai mui utilizatori, dar fr posibiliti de acces la resursele altor calculatoare; n reea, cnd utilizatorii pot folosi resursele mai multor calculatoare interconectate.Cea mai avansat form este utilizarea calculatoarelor n reea, care poate s ofere utilizatorului: resurse bogate de informaii i de calcul; gama larg a serviciilor oferite, viabilitatea funcionrii; eficacitatea nalt a utilizrii mijloacelor informatice.

NTREBRI DE CONTROL

1. Cine a elaborat primul proiect al mainii mecanice de calcul i n ce an?

2. Ce probleme a nfruntat B. Pascal n procesul elaborrii mainilor mecanice de calcul?

3. Care este aportul lui G. W. Leibnitz n elaborarea mainilor mecanice de calcul?

4. Enumer unitile principale ale mainii analitice elaborate de Charles Babbage.

5. Cine i n ce an a realizat primul dispozitiv de calcul electromagnetic cu comand de program?6. Dup ce criterii se determin generaiile de calculatoare?7. Cte generaii de baz de calculatoare deosebeti?

8. Ce perioad cuprinde prima generaie de calculatoare?

9. Numete particularitile principale ale calculatoarelor din prima generaie.

10. Ce perioad cuprinde a doua generaie de calculatoare?

11. Numete particularitile principale ale calculatoarelor din a doua generaie.

12. Ce perioad cuprinde a treia generaie de calculatoare?

13. Numete particularitile principale ale calculatoarelor din a treia generaie.

14. Ce perioad cuprinde a patra generaie de calculatoare?

15. Numete particularitile principale ale calculatoarelor din a patra generaie.

16. Ce performane vor avea calculatoarele din generaia a cincea?17. Numete performanele principale ale microcalculatoarelor contemporane.

18. Numete clasele de baz n care se mpart calculatoarele.19. Caracterizeaz pe scurt fiecare clas.

20. D exemple de calculatoare din fiecare clas.

21. Numete formele de baz de utilizare a calculatoarelor.22. Caracterizeaz succint fiecare form.CAPITOLUL III. ECHIPAMENTUL CALCULATOARELOR PERSONALE (HARDWARE)3.1. Structura calculatoarelor personaleDin punct de vedere al utilizatorului calculatorul reprezint un ansamblu de echipamente i programatur pentru prelucrarea automat a datelor conform cerinelor utilizatorilor. Calculatoarele proceseaz datele prin intermediul unor seturi de instruciuni denumite programe (sau aplicaii) care dirijeaz activitatea echipamentului calculatorului.

innd cont de noiunea de calculator se pot dezvolta 2 direcii de analiz diferite:

Descrierea componentelor fizice (hardware);

Descrierea programelor ce ruleaz (software).

Sistemul de echipamente, numit i hardware sau hard, include componentele fizice ale calculatorului, folosite la culegerea, memorarea, procesarea, transmiterea i redarea datelor. Sistemul de programe, numit i software sau soft, include componentele logice ale calculatorului adic acele produse program, care indic componentelor fizice interpretarea semnalelor i efectuarea operaiilor asupra datelor. Ansamblu de echipamente i programe utilizate pentru prelucrarea automat a datelor se mai numete sistemul de calcul (SC).Orice calculator personal ndeplinete urmtoarele funcii de baz:

de memorare a informaiilor;

de intrare a informaiilor n memoria calculatorului;

de comand dirijarea cu funcionarea tuturor componentelor i a calculatorului n ansamblu;

de executare a operaiilor aritmetice i logice asupra datelor;

de ieire a informaiilor, asigurnd redarea informaiilor n forma necesar.

Pentru realizarea acestor funcii orice calculator conine urmtoarele uniti funcionale de baz:

uniti de memorie;

uniti de comand;

uniti aritmetico-logice;

uniti de intrare-ieire a informaiilor.

Indiferent de tipul su, din punct de vedere arhitectural (funcional-constructiv), un calculator este constituit din urmtoarele module principale: microprocesorul central, care ndeplinete funciile de gestiune a funcionrii calculatorului n ansamblu i de executare a operaiilor aritmetice i logice; memoria principal, numit i memorie operativ sau memorie n acces arbitrar (RAM - Random Acces Memory), pentru memorarea temporar i extragerea operativ a informaiilor;

memoria permanent permite stocarea pe timp nelimitat a datelor.Echipamentele periferice de intrare i de ieire a informaiei: monitorul, destinat afirii informaiilor la ecran;

tastatura, destinat introducerii informaiilor n calculator;

unitatea de disc flexibil, pentru memorarea de lung durat a informaiilor.La calculatoarele mai performante, aceast configuraie de echipamente este completat cu componente opionale de disc fix, oricel (mouse) pentru facilitarea introducerii informaiei, n special a comenzilor, i imprimant pentru tiprirea pe hrtie a informaiilor. Din alte componente s-ar putea meniona: memoria imediat (cache), memoria video, memoria constant, unitatea de band magnetic, scanerul, modemul, faxul (mai frecvent faxmodemul), unitatea de compact-disc, unitatea de alimentare electric nentrerupt UPS, ploterul, microfonul, difuzorul i digitizorul.

Schimbul de date ntre componentele calculatorului se efectueaz prin intermediul magistralei. Magistrala prezint mai multe conductoare paralele imprimate pe placa de sistem. Ea const din magistrala de date, magistrala de adrese i magistrala de comenzi. Prin magistrala de date sunt transmise datele, prin magistrala de adrese adresele de memorie, iar prin magistrala de comenzi comenzile.

Pentru acordarea necesar, asigurarea compatibilitii i dirijarea local cu funcionarea unitilor periferice, servesc unitile de interfa denumite controlere sau adaptoare. Ele sunt realizate n form de plci, ce se asambleaz la magistral cu ajutorul unor conectori speciali (slots).Microprocesorul central i memoria intern, innd cont de locul, rolul i gradul nalt de interaciune a lor, formeaz unitatea central de prelucrare a calculatorului personal. La calculatoarele personale microprocesorul central, circuitele integrate ale memoriei principale, alte circuite aferente, magistrala, conectorii de extensie (extention slots) pentru conectarea unor componente adiionale, sunt asamblate mpreun formnd placa de sistem.O plac de sistem conine de la 5 pn la 8 conectori de extensie. Pe placa de sistem este montat, de asemenea, circuitul Chipset cu funcii de turn de control al microprocesorului. Cu ajutorul acestui circuit se creeaz condiiile necesare pentru obinerea performanelor maxime de funcionare a sistemului de calcul. Placa de sistem cu componentele adiionale interne asamblate la ea, unitile de disc flexibil, de disc fix i de compact-disc, blocul de alimentare electric sunt constructiv asamblate mpreun n cadrul unitii de sistem, plasate ntr-o carcas. Carcasa calculatorului (case) este o cutie metalic n interiorul creia se afl componentele de baz ale unui echipament de calcul i sursa de alimentare care este utilizat pentru a transforma energia electric preluat de la reeaua de alimentare n tensiunea de alimentare cerut de componentele echipamentului de calcul. Cele mai uzuale tipuri de carcase sunt: desktop, minitower, midtower, full tower. Exist i variante de dimensiuni reduse, denumite generic slim sau book.

Pe panoul frontal al carcasei sunt poziionate urmtoarele elemente:

Butonul POWER ce permite punerea sub tensiune a echipamentului de calcul, respectiv deconectarea acestuia;

Butonul RESET ce permite rencrcarea sistemului de operare; memoria de lucru (operativ) este tears ca i cum echipamentul ar fi fost scos de sub tensiune. Acest buton este util pentru efectuarea anumitor configurri i atunci cnd echipamentul se blocheaz;

Butonul TURBO permite comutarea ntre frecvenele de lucru ale calculatorului (la blocurile de sistem moderne acest buton lipsete). Activarea sa determin inscripionarea pe afiajul electronic aferent al frecvenei de lucru curente (n MHz). Unele calculatoare au afiate mesajele HI (vitez mare), respectiv LO (vitez mic);

Lcaul KEY LOCK (de asemenea, poate lipsi) permite introducerea cheii de blocare a tastaturii. Aceasta mpiedic accesul persoanelor neautorizate la calculator. Nu este o msur prea eficient deoarece exist un set puin numeros de tipuri de chei de acces;

Lcaul pentru introducerea dischetelor, aferent unitii de disc floppy;

Lcaul pentru introducerea compact discurilor aferent unitii pentru CD-ROM sau altor uniti de citire/scriere a discurilor optice.

n interiorul carcasei se afl urmtoarele componente:

Placa de sistem (motherboard) pe care se afl, n mod uzual, unitatea central de prelucrare i la care se conecteaz toate celelalte componente interne ale echipamentului de calcul.

Unitatea Central de Prelucrare (CPU Central Processor Unit) elementul central de procesare a informaiei. Iniial CPU a fost proiectat i lansat de firma Intel, ce reprezint n continuare un standard de calitate. Dezvoltarea pieei de calculatoare a determinat apariia i a altor firme ce produc microprocesoare compatibile IBM i la un pre mai sczut. AMD i Cyrix sunt 2 dintre cele mai cunoscute firme de profil.

Caracteristicile tehnice ale unei CPU sunt urmtoarele:

Tipul microprocesorului (386, 486, 586, 686, Pentium, etc.);

Frecvena maxim a ceasului intern al microprocesorului, msurat n MHz (ex.: 100MHz, 133 MHz).

n funcie de tipul procesorului, transferul de date ntre CPU i celelalte echipamente se poate realiza n fluxuri de 8, 16, 32 sau 64 de bii.

Componentele integrate n cadrul unitii de sistem se refer la unitile interne ale calculatorului, de exemplu, modem (placa care se conecteaz la un slot special de pe placa de sistem i servete pentru conectarea calculatorului la Internet), streamer, celelalte referindu-se la unitile externe. Unele uniti plasate n cadrul unitii de sistem sunt numite uniti externe ca, de exemplu, unitile de disc fix i de disc flexibil.Placa de sistem conine un set de conectori speciali care se clasific n porturi seriale i porturi paralele.

Porturile seriale - reprezint una din modalitile de schimb de date cu echipamentele periferice. Ele se caracterizeaz prin rat de transfer sczut imprimat de caracterul secvenial al transferului. Porturile seriale (COM1, , COM4) sunt reprezentate pe panoul din spate al calculatorului prin mufe ce vin conectate la echipamente cum ar fi: mouse-ul, imprimanta serial, modem extern, etc. Porturile seriale se caracterizeaz printr-un numr de ntrerupere i adres intrare/ieire (noiuni ce vor fi detaliate ulterior).

Porturile paralele reprezint una din cile de transfer de date din/i spre exterior. Rata de transfer este superioar porturilor seriale, deoarece transferul paralel presupune transmisia simultan a 8 bii de date. La porturile paralele se conecteaz echipamentele periferice paralele (ex. imprimant paralel). Primul port paralel se numete LPT1 i este utilizat, n mod normal, pentru conectarea imprimantei.

La placa de sistem pot fi conectate mai multe plci adiionale fiecare cu destinaia special. Acestea sunt:

Placa video face parte, alturi de monitor, din ansamblul video al echipamentului de calcul. Exist anumite standarde stabilite pentru plcile video, din care cele mai uzuale sunt:

VGA (Video Graphics Adapter)

SVGA (Super VGA)

XGA (Extended Graphics Array)

Alte plci:

Placa de reea

Placa de sunet

Placa SCSI pentru conectarea echipamentelor de tip SCSI

Placa fax/modem

Placa de achiziie de date sau de video captur, etc.

3.2. Microprocesorul central

Microprocesorul central este nucleul, cea mai important i complex component a calculatorului, ca unitate central de prelucrare reprezint creierul calculatorului, este componenta ce supervizeaz operaiile efectuate de ctre toate celelalte module.El asigur coordonarea funcionrii componentelor calculatorului i executarea operaiilor aritmetice i logice. Performanele calculatorului sunt determinate ndeosebi de caracteristicile microprocesorului utilizat. Fizic, microprocesorul reprezint un circuit integrat i este constituit din dou pri principale: unitatea de comand i unitatea aritmetico-logic, care interacioneaz puternic ntre ele prin intermediul unei magistrale speciale.Unitatea de comand reprezint cea mai mare parte a microprocesorului. Ea este destinat dirijrii i coordonrii majoritii activitilor n calculator pe baza unor instruciuni. Fiecare microprocesor poate executa un anumit set de instruciuni. O succesiune de instruciuni pentru o anumit prelucrare de informaii alctuiete un program. Programul se pstreaz n memoria calculatorului. Unitatea de comand funcioneaz strict secvenial, instruciune cu instruciune. n fiece moment ea verific execuia unei singure instruciuni. n corespundere cu fiecare instruciune specific, unitatea de comand genereaz semnalele corespunztoare ctre alte componente ale calculatorului, n vederea efecturii aciunilor necesare, de exemplu, extragerea de date din memoria disc sau tiprirea de ctre imprimant a unui simbol, sau adunarea de ctre unitatea aritmetico-logic a dou numere. Unitatea aritmetico-logic ndeplinete toate operaiile aritmetice i logice ca: adunri, scderi, nmuliri i comparri de numere mai mic, mai mare, mai mic sau egal, mai mare sau egal etc. Ea determin, n mare msur, viteza de calcul a calculatorului.Microprocesorul mai conine aa-numitele registre care sunt destinate recepiei, stocrii i transferului datelor i instruciunilor curente, ce vor fi utilizate imediat n operaiile microprocesorului. Pentru executarea unei instruciuni, unitatea de comand o extrage din memoria principal i o plaseaz n registru. Numrul i tipurile registrelor depind de procesorul concret. Cu creterea dimensiunii registrelor cresc i performanele calculatorului. Dimensiunile tipice ale registrelor interne pentru calculatoarele personale sunt de 8, 16, 32 i 64 de bii, care i determin lungimea cuvntului microprocesorului. n ceea ce privete evidena n timp, sincronizarea tuturor operaiilor n microprocesor este dirijat de ceasul intern, n conformitate cu care se genereaz periodic impulsuri ctre circuitele respective. Ciclul main este cel mai mic interval de timp distins de calculator. Numrul de cicluri main, efectuate de procesor ntr-o unitate de timp, determin viteza (frecvena) ceasului intern al procesorului i se msoar n megaheri (MHz). Cu ct este mai mare viteza de ceas, cu att mai rapid calculatorul prelucreaz datele. Valorile utilizate frecvent sunt (MHz): 6, 12, 16, 25, 33, 40, 50, 66, 75, 90, 100, 120, 133, 150, 166, 180, 200, 233, 266, 300, 333, 350, 400 i 450. Se fabric microprocesoare Alpha AXP 21164 ale firmei DEC cu frecvena de lucru de 500, 600 i 700 MHz i chiar, anunat recent, un microprocesor al firmei IBM, cu frecvena de 1000 MHz. Un microprocesor se caracterizeaz n mare parte prin:

viteza de lucru;

capacitatea maxim de memorie ce o poate adresa;

setul de instruciuni pe care le poate executa.

Viteza de lucru este o caracteristic generalizat a unui microprocesor. Ea exprim numrul mediu de instruciuni executate ntr-o unitate de timp i se msoar n milioane instruciuni pe secund (MIPS).

Capacitatea maxim de memorie adresabil determin dimensiunea memoriei interne, ce poate fi utilizat direct sau virtual de ctre programe i date. Cu ct mai mare este dimensiunea memoriei adresabile, cu att mai mult se poate opera cu programe i date de volum mai mare. Cu ct funciile sunt mai complexe, iar facilitile i serviciile oferite mai bogate, cu att programele ce le realizeaz au un volum mai mare. Setul de instruciuni, pe care le poate executa un microprocesor, este determinat de tipul microprocesorului. Setul de instruciuni include lista codurilor operaiilor. Pentru fiecare operaie sunt indicai numrul operanzilor i metodele posibile de adresare. Metodele de adresare determin tehnica de generare a adreselor celulelor de memorie (n care se pstreaz operanzii) i tehnica ndeplinirii operaiilor asupra registrelor adreselor.

Exemple de microprocesoare moderne: Pentium, Celeron, Athlon, Sempron 32, Sempron 64 etc.

Actualmente diverse firme, inclusiv Intel, IBM, DEC, Motorola, Zilog, Texas Instruments, AMD, Cyrix, MIPS, fabric o mare varietate de microprocesoare.

3.3. Memoria intern i extern a calculatorului

Memoria este structurat n funcie de tipul permis de stocare a informaiei. Memoria calculatoarelor moderne este organizat n dou niveluri i anume: uniti de memorie intern cu o vitez mare de lucru i uniti de memorie extern cu o vitez de lucru mai redus, ns cu o capacitate mult mai mare dect cea a memoriei interne. Memoria intern (numit uneori memorie principal, central sau operativ: RAM Random Access Memory) este destinat nscrierii, pstrrii temporare i prezentrii operative a informaiilor necesare procesorului central, n ea se nscrie informaia ce se transmite sau cu care opereaz procesorul. Procesorul central poate s utilizeze doar acele instruciuni, programe i date, care se gsesc n memoria principal. Rezultatele prelucrrii datelor de ctre procesor se nscriu iniial tot n memoria principal i, la nevoie, pot fi transferate pe unitile de memorie remanent. Ca memorie intermediar ntre memoria principal i procesor poate fi utilizat memoria imediat (cache).

Memoria imediat este memorie tampon ultraoperativ, destinat pstrrii temporare a blocurilor de informaie pentru prelucrare de ctre procesor. Ea este o memorie intern, ataat direct microprocesorului central. Cu ea microprocesorul comunic mult mai rapid dect cu memoria principal. Mai mult ca att, memoria imediat este i mai operativ. Deci, dac programul va fi n prealabil nscris n aceast memorie, atunci el se va executa mai rapid. Astfel, memoria imediat permite creterea esenial, cu 1020% i mai mult, a vitezei de lucru a calculatorului n baza plasrii prealabile n ea a informaiilor de prelucrat pe poriuni-blocuri i a rezultatelor respective. Evident, cu ct memoria imediat are o capacitate mai mare, cu att viteza de lucru este mai mare, deoarece cantitatea de informaii ce se transfer ntr-un bloc este mai mare, reducndu-se corespunztor numrul operaiilor de transfer ntre memoria RAM i microprocesor. La calculatoarele Pentium memoria imediat este plasat pe acelai suport cu procesorul. Memoria video (VRAM) se utilizeaz n adaptoarele video pentru monitorul calculatorului. n memoria video se nscrie n prealabil informaia transmis de ctre procesor pentru afiare la monitor. Ulterior informaia din memoria video este transmis ctre monitor de adaptorul video. Pentru imaginile color n 256 de culori, la rezoluia de 1024 x 768, se cere o memorie video de circa 1 Mo. Dimensiunile recomandate ale memoriei VRAM pentru calculatoarele personale sunt: 32 Mo, 64 Mo, 128 Mo, 256 Mo, etc. Cu ct mai mare este memoria video cu att mai performante programe cu interfaa grafic puternic pot fi rulate la calculatorul respectiv.

Memoria extern are rolul de a pstra cantiti mari de informaie i programe folosite frecvent pentru a putea fi aduse ntr-un interval de timp mic n memoria intern. Memoria extern fizic este organizat pe urmtoarele suporturi de informaii:

disc magnetic flexibil FD (Floppy Disk);

disc magnetic rigid HD (Hard Disk);

disc magneto-optic MOD (Magneto-Optical Disk);

disc optic CD (Compact Disk);

banda magnetic.

Memoria servete pentru pstrarea informaiilor i se caracterizeaz prin:

capacitate cantitatea de informaii ce pot fi stocate n memorie;

viteza de lucru determinat de rapiditatea efecturii operaiilor de nscriere/citire a informaiilor;

volatilitate volatil sau remanent (nevolatil);

variabilitate variabil sau constant.

Viteza de lucru pentru diferite tipuri de memorie se caracterizeaz prin parametrii diferii. Pentru memoria intern (principal) viteza de lucru se determin de timpul de rspuns, adic durata executrii unei operaii elementare de scriere sau citire a informaiilor; de exemplu, intervalul de timp de la momentul primirii de la procesor a instruciunii de citire pn la depunerea valorii citite pe magistral.

Pentru memoria secundar de tip disc fix, disc flexibil, disc optic i band magnetic viteza de lucru se caracterizeaz de doi parametri:

timpul de acces durata de localizare a informaiilor necesare pe suportul magnetic. Timpul mediu de acces deviaz de la zeci de milisecunde pentru discurile fixe pn la minute pentru unitile de band magnetic; viteza de transfer a informaiilor ctre/de la memoria principal. Aceast vitez deviaz de la zeci de Ko/s pentru discurile flexibile pn la sute de Ko/s i chiar zeci de Mo/s la discurile fixe. Memoria poate fi volatil i remanent (nevolatil). Memoria volatil este acea memorie, coninutul creia se pstreaz doar atta timp ct dureaz alimentarea cu energie electric. La deconectarea calculatorului, aceast memorie se videaz, iar la conectarea calculatorului poate fi ncrcat din nou cu informaiile necesare, programe i date, de pe unitile de memorie nevolatile sau prin intermediul unitilor de intrare a informaiilor. Cea mai mare parte a memoriei interne a calculatorului este volatil i se folosete pentru pstrarea temporar i extragerea operativ a informaiilor. Memoria remanent servete pentru pstrarea de lung durat a informaiilor.

Memoria poate fi variabil i constant. Memoria constant (fix) este scris o singur dat i ulterior poate fi numai citit, de aceea se mai numete i memorie doar pentru citire ROM (Read Only Memory). Memoria ROM se fabric numai remanent i se utilizeaz pentru pstrarea permanent a informaiilor constante, ce nu se schimb sau care nu este de dorit s se schimbe. Aici sunt stocate date referitoare la caracteristicile fizice ale calculatorului (tipul de hard-disc i caracteristicile sale, data i ora, tipul unitii de dischet, de unde se ncarc sistemul de operare, etc.), ct i unele programe ce pot fi lansate n execuie la pornirea calculatorului.n memoria ROM se nscrie, n primul rnd, o parte din sistemul de calcul i anume BIOS-ul (Basic Input Output System) un set de programe mici, ce servesc pentru comunicarea cu perifericele calculatorului: gestionarea intrrii/ieirii unor informaii n calculator, conine informaii despre unitile conectate la calculator, memoria intern, precum i despre parol. De fiecare dat, la conectarea calculatorului, BIOS-ul efectueaz testarea funcionrii normale a componentelor de baz. n prezent mai muli productori programeaz BIOS-ul n circuite de memorie flash. Utilizatorul nu poate accesa datele din memoria ROM dect prin intermediul programului CMOS Setup, care permite configurare hardware a echipamentului de calcul. Memoria variabil permite att citirea, ct i nscrierea informaiei de mai multe ori. De exemplu, memoria principal este memorie variabil, ns volatil. Dup caracterul funciilor ndeplinite, se deosebesc dou categorii de memorie:

primar;

secundar.

Memoria primar, la care se refer memoria principal, este memorie variabil destinat pstrrii informaiilor curente pentru prelucrare de ctre procesor. Pentru efectuarea calculelor, transformrilor de date sau transferului de informaii ntre componentele calculatorului, informaiile respective se nscriu n prealabil, de aici i denumirea primar, n memoria primar. Procesorul, opereaz numai cu informaiile din memora primar, rezultatele prelucrrii, fiind, de asemenea, mai nti depozitate temporar n memoria primar. Memoria secundar, se mai numete i memorie auxiliar, este memorie remanent, destinat pstrrii de lung durat a unor volume mari de informaii. Ea este utilizat i pentru creterea capacitii memoriei de lucru a calculatorului, completnd memoria primar. Memoria secundar este reprezentat de uniti de band magnetic, discuri magnetice, discuri optice, discuri magneto-optice etc.Dup natura fizic a proceselor, ce stau la baza tehnologiei de fabricare, se deosebesc urmtoarele tipuri de memorie: electronic, magnetic, optic etc.Memoria electronic fizic este format din circuite integrate. Ea poate fi att variabil volatil, ct i constant nevolatil. Memoria electronic variabil este, de obicei, o memorie cu acces arbitrar RAM (Random Access Memory), n sensul c poate fi adresat, scris sau citit, de oriunde cu aceleai caracteristici. Memoria electronic constant este o memorie doar pentru citire ROM. Att memoria RAM ct i memoria ROM const din mai multe pri de dimensiuni egale, numite celule de memorie. Celulele de memorie au lungimea de 8 bii, fiecare celul avnd adresa sa. Dup adres, fiecare celul de memorie poate fi accesat aparte, independent de alte celule. n acest scop procesorul trimite modulului de memorie, prin magistrala de adrese, adresele liniilor i coloanelor respective, astfel prelucrndu-le, modulul de memorie extrage informaiile solicitate.Memoria magnetic se bazeaz pe utilizarea materialelor magnetice ca mediu de memorare a informaiilor. Aceste materiale pstreaz starea magnetic de unul sau alt semn (orientare) a unor mici poriuni, astfel reprezentnd valorile binare 0 i 1. Memoria magnetic se caracterizeaz printr-o mare capacitate, prin simplitate de nscriere i extragere a informaiilor i este nevolatil. La memoria magnetic se refer tamburul magnetic, discurile magnetice flexibil i fix, banda magnetic, cartelele magnetice etc.Discurile magnetice n diferite forme au devenit cele mai rspndite medii de pstrare a informaiilor. Avantajele lor principale sunt:

accesul direct la informaii, att pentru citire ct i pentru scriere. Acest tip de acces se numete acces direct;

capacitatea mare de memorare;

viteza nalt de transfer.Orice parte a discului poate fi accesat pentru scriere sau citire, n timp foarte scurt - uniti sau zeci de milisecunde. Dup tehnologia de realizare se deosebesc discuri flexibile i discuri fixe. Discurile fixe la microcalculatoare sunt de tip Winchester. La ambele tipuri de uniti de disc, suportul informaiei este un disc acoperit cu un strat fin din material magnetic. La unitile de disc Winchester, discul este rigid i fix, imposibil de nlocuit. Discurile flexibile (dischete) sunt flexibile i detaabile. Prin urmare, utilizatorul poate dispune de mai multe dischete, pe care le introduce n unitatea de disc flexibil dup necesitate. De regul, sistemul de operare pstreaz toat informaia pe un suport i anume pe discurile magnetice, care au denumire rezervat pentru adresarea utilizatorului la ele. Aceste denumiri sunt compuse dintr-o liter a alfabetului englez i semnul :. Pentru adresrile la discurile flexibile sunt rezervate denumirile dischierelor (unitilor de disc flexibil) A: i B:, iar pentru discul fix sunt rezervate denumirile ncepnd cu C:, D:, E:, F: etc., pentru unitile de disc optic sunt rezervate literele continund de la ultima litera rezervat discului fix.Caracteristicile tehnice ale discurilor fixe:

capacitatea de la 20 80 Mo pn la sute de Go;

timpul mediu de acces la cilindru 7-30 ms;

viteza de transfer a datelor 0,5-15 Mbps;

numrul de discuri 1-10 i mai multe;

dimensiuni utilizate 14", 8", 5.25", 3.5", 2.5", 1.8", 1.3". Cea mai utilizat este 3.5";

viteza de rotaie 3600-10000 rot./min.

memoria cache 1-10 Mo

Cele mai cunoscute firme productoare de Winchestere sunt: Samsung, Western Digital, Maxtor, Hitacki etc.

Discul flexibil (discheta) poate fi utilizat la toate calculatoarele personale. El reprezint un dispozitiv pentru salvarea informaiei i este confecionat dintr-o folie circular de plastic flexibil special, acoperit cu un strat de material feromagnetic. Pentru a fi protejat, discul este introdus ntr-un plic de hrtie sau din material plastic cu suprafaa interioar pluat.

Datele pe disc se organizeaz n felul urmtor: informaia este depus pe disc n serie, bit dup bit, prin amprente magnetice lsate de-a lungul unor piste circulare (tracks) concentrice. Prin convenie pistele sunt numerotate, ncepnd cu zero, de la marginea exterioar a discului. Uzual ambele fee ale discului poart informaie. Pe braul de acces sunt montate dou capete de scriere/citire, care se deplaseaz sincron de la o pist la alta. Fiecare pist este mprit n sectoare, separate printr-un spaiu liber. Sectorul este unitatea fundamental de memorare a informaiei pe disc. Dimensiunea tipic a sectorului pentru discurile flexibile este 512 bytes (octei).La transferarea informaiilor ntre memoria principal i disc, ntotdeauna se nscrie sau se citete un numr ntreg de sectoare. Sectoarele sunt numerotate, ncepnd cu cifra 1; sectorul 0 este rezervat pentru identificare, nu pentru stocare, i nu face parte din numrul de sectoare, indicat pentru formatul respectiv al discului. Capacitatea dischetei este determinat de numrul de fee utilizate (una sau dou), numrul de piste pe fiecare fa i numrul de sectoare pe o pist. De exemplu, discheta cu 2 fee, 80 piste i 18 sectoare/pist, la dimensiunea sectorului de 512 octei, are capacitatea de 2 x 80 x 18 x 512 octei = 1474560 octei = 1440 Ko = 1,406 Mo. nainte de a nscrie date pe o dischet nou, ea trebuie formatat cu ajutorul unei comenzi speciale. n rezultatul formatrii pe suprafaa discului se iniializeaz pistele, sectoarele, stabilindu-le totodat i adresele sectoarelor.

Caracteristicile tehnice ale dischetei:

timpul mediu de acces 260 ms;

viteza de rotaie a discului 360 rot./min.;

durata de via a capetelor de scriere/citire este de circa 10000 20000 de ore;

discul este prevzut pentru circa 106 107 treceri pe pist;

debitul de transfer al datelor pentru formatul HD (densitate nalt de nregistrare) este de circa 20 Ko/sec.

n ultimii ani se fabric discuri flexibile de capacitate mult mai mare dect 5.25" i 3.5". Firma Imation Corp. a elaborat unitatea de disc flexibil LS-120, ce permite nscrierea pe dischete speciale pn la 120 Mo de date. Corporaia Sony fabric unitile de disc flexibil HiFD cu o capacitate de 200 Mo la dimensiunea dischetelor de 3,5". Firma Iomega fabric uniti de disc flexibil ce permit nregistrarea de la 20 Mo pn la 150 Mo pe o dischet.

Memoria optic este cea mai promitoare pentru unitile de memorie secundar a calculatoarelor. Se presupune c capacitatea discurilor optice ar putea ajunge n viitor la circa 1021 octei. Memoria optic se bazeaz pe schimbarea caracteristicilor optice ale mediului de pstrare a informaiilor. Cel mai frecvent se utilizeaz crearea unor caviti microscopice pe suprafaa materialului respectiv cu ajutorul razelor lazer. Datele sunt reprezentate prin prezena, cifra binar 1 sau absena, cifra binar 0, de caviti n locaiile de memorie. Extragerea informaiilor se realizeaz la fel cu ajutorul unei raze lazer dar de o intensitate mult mai mic.

Memoria optic se caracterizeaz printr-o mare densitate de nscriere a informaiilor, are o mare capacitate, este mai ieftin de zeci de ori dect memoria de band magnetic i de sute de ori dect discurile